一种基于智能计量箱的数据网络搭建方法与流程

本发明涉及一种数据处理方法，特别涉及一种基于智能计量箱的数据网络搭建方法。

（二）背景技术

低压电网营配电业务范围内，电网三相不平衡现象普遍存在，用户窃电情况亦时有发生，电能营销和配电业务不能同意管控，此三种现象的存在造成了电网电能质量低下、电能损失较高、电能营配管理成本居高不下。因此，在现实营配电过程中，电力部门尽量实现电网三相平衡、防止窃电现象发生、实现营配电一体化管理作为努力方向，而采用智能计量箱并运用基于智能计量箱的数据网络搭建方法是实现上述目的的手段之一。

（三）

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种电能质量优化、实现电网营配一体化管理的基于智能计量箱的数据网络搭建方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于智能计量箱的数据网络搭建方法，其特征在于：包括由智能计量箱、采集终端、服务器和终端设备构成的数据处理网络硬件，以及由通讯网络、通讯设备、服务器和人机交互终端构建的数据传输网络；每台服务器覆盖若干个采集终端，每个采集终端接收来自其所处台区的若干智能计量箱发出的数据信息，并将接收到的信息上传至服务器，服务器连接设置有人机交互终端的终端设备。

本发明的方法是基于通讯网络、通讯设备、服务器和人机交互终端构建的数据传输网络，以数据处理软件为平台实现特定数据处理功能。本发明可填补目前供电领域基础信息采集不完整的缺陷，实现电能营销配电一体化管理，从而起到提高电能质量、降低电网管理成本的效果。

本发明的更优技术方案为：

所述智能计量箱和采集终端之间采用lora局域网通信（不仅限于此种通讯方式），采集终端和服务器之间采用gprs网络通讯，服务器与终端设备之间采用以太网、无线网络或gprs通信。

所述终端设备为具有相应的人机交互界面的pc电脑终端或智能手机终端，pc电脑终端和服务器之间采用以太网或无线网络通信，智能手机终端和服务器之间采用gprs通信；在pc电脑终端和智能手机终端具有相应的人机交互界面，可在界面上查询所有受控台区的用电信息、电网运行状态信息、智能计量箱的运行信息；通过pc电脑终端或智能手机终端的应用界面可远程打开智能计量箱门锁、控制智能换相开关实现各种既定动作。

所述智能计量箱包括箱体，箱体内安装有通过负载线串联的智能换相开关、分线端子、双匹开关a和电能表，电能表通过双匹开关b连接用户，且每只电能表均通过电能脉冲信号线连接智能换相开关，箱体的箱门上安装有分别连接智能换相开关的电磁锁和箱门位置传感器，智能换相开关连接采集终端。

所述智能计量箱以三相四线方式进线，接入台区供电的主干线或各分支线路。每台区的数据传输网络由一台采集终端、若干台智能计量箱构成，采集终端安装于台区配变的出口侧，用于采集配变出口的电压电流信息，将采集到的信息上传至服务器，同时采集终端接收来自本台区内所有智能计量箱发送的数据包，并将接收到的数据包通过gprs网络上传至服务器；采集终端也负责接收来自服务器的控制指令信息，将信息发送至指定id编码的智能计量箱。采集终端处于台区信息传输的枢纽位置，是台区内所有信息传输的总出口和总入口。

所述智能计量箱内配置有智能开关中央处理器，智能开关中央处理器连接有显示模块、电能采集芯片、通信模块、适中存储模块、电源模块、电能脉冲采集模块、换相机构、箱门电磁锁、箱门位置传感器和按键模块。

所述通信模块为载波通信、无线网络、gprs、485/232通讯中的一种。

本发明布置简单，系统联系紧密，可监控各智能计量箱的用电信息、智能换相开关的运行状态、电网整体的故障信息；统一管控各配电台区三相电压电流不平衡度，并将其控制在设定的阈值范围，实现台区电网三相平衡功能，降低线损；通过台区数据分析，及时发现漏电、窃电故障，并推算故障位置，方便故障排除。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明数据传输网络的结构示意图；

图2为本发明台区智能计量箱的分布示意图；

图3为本发明智能计量箱的工作原理示意图；

图4为本发明单台智能开关硬件构架示意图。

（五）具体实施方式

实施例：一种基于智能计量箱的数据网络搭建方法，包括由智能计量箱、采集终端、服务器和终端设备构成的数据处理网络硬件，以及由通讯网络、通讯设备、服务器和人机交互终端构建的数据传输网络；每台服务器覆盖若干个采集终端，每个采集终端接收来自其所处台区的若干智能计量箱发出的数据信息，并将接收到的信息上传至服务器，服务器连接设置有人机交互终端的终端设备。

如附图1所示，每台服务器可覆盖300（具体个数未定）个采集终端，每个采集终端接收来自其所处台区的智能计量箱发出的数据信息，并将接收到的信息上传至服务器；服务器可连接pc电脑终端和智能手机终端，并且在各终端具有相应的人机交互界面。在智能计量箱和采集终端之间采用lora局域网通信（不仅限于此种通讯方式），在采集终端和服务器之间采用gprs网络通讯，在pc终端和服务器之间采用以太网或者无线网络通信，在服务器和智能手机终端之间采用gprs通信。在pc终端和手机终端具有相应的人机交互界面，可在界面上查询所有受控台区的用电信息、电网运行状态信息、智能计量箱的运行信息；通过pc端或智能手机的应用界面可远程打开智能计量箱门锁、控制智能换相开关实现各种既定动作。

如附图2所示，每台区的数据传输网络由1台集中器、若干台智能计量箱构成。集中器安装于台区配变的出口侧，用于采集配变出口的电压电流信息，将采集到的信息上传至服务器；同时集中器接收来自本台区内所有智能计量箱发送的数据包，并将接收到的数据包通过gprs网络上传至服务器；集中器也负责接收来自服务器的控制指令信息，并将该信息发送至指定id编码的智能计量箱。集中器处于台区信息传输的枢纽位置，是台区内所有信息传输的总出口和总入口。

如附图3所示，智能计量箱配置清单：（1）箱体一台，（2）智能换相开关1台，（3）分线器1只，（4）2p空开若干（根据箱体内电表数量），（5）负载线若干，（6）电能表脉冲信号线若干。单台计量箱可安装用户电能表6只（但不仅限于6只）。计量箱箱体包含电磁锁2只、箱门位置传感器2只，储能弹簧6只。电磁锁通过导线与智能换相开关连接，由智能换相开关发送解锁指令控制电磁锁打开；箱门位置传感器在箱门关闭或开启后，向智能换相开关发送箱门状态信息，该信息经过智能换相开关上传至服务器。计量箱内所有电能表均通过信号线与智能换相开关io口相连接，各电能表的电能脉冲采集接口通过信号线将自身产生的脉冲信号发送至智能换相开关，智能换相开关计算本计量箱特定时间段内所有电能表的总电能使用量，并与智能换相开关测量的电能使用量相比较，若超出设定阈值，则智能换相开关发出窃电告警，将信息上传至服务器。

智能计量箱产品替代现有普通计量箱，以三相四线方式进线，为单相用户供电。计量箱接入台区供电的主干线或各分支线路，根据台区负荷量选定计量箱的使用数量。

如附图4所示，智能开关主机中央处理器，连接有显示模块、电能采集芯片、通信模块（载波、无线、gprs、485/232任选其一）、时钟存储模块、电源模块、电能脉冲采集模块、换相机构、箱门电磁锁、箱门位置传感器和按键模块。其中中央处理器、显示模块、电能采集模块、通信模块、时钟存储模块、电源模块、电能脉冲采集模块、换相机构和按键模块属于智能换相开关的组成结构，箱门电磁锁和箱门位置传感器属于智能计量箱组成结构的一部分，包含电磁锁和箱门开闭状态传感器。

台区内多台智能计量箱及服务器联网运行后，计量箱通过无线通讯网络上传接入点电压电流数据及智能换相开关的各种告警信息至服务器，可判断台区供电线路故障类型及推算故障点所处地理位置。台区用电故障类型分为3种，分别是漏电、断路、窃电。服务器实时对台区配变出口电压电流及单个计量箱回传的用电信息及电网电压电流信息进行大数据分析，判断台区内是否存在故障情况，若存在，则通过系统的人机交互界面发出相应的告警提示。其判断模式如下：（1）若单台智能计量箱回传漏电或窃电故障信息，则能够根据计量箱id编号结合台区智能计量箱地理位置分布图，直接判断故障点位置；（2）若集中器发送漏电或窃电告警信息，而单个计量箱不发送漏电或窃电信息，则系统判断台区电网主线路有漏电或窃电故障；（3）若主线路出现断路故障，则根据计量箱回传的电压数据综合判断断路点处于某两台计量箱之间的主线区间或某支线路。

本发明方法的应用范围：用于小区或农村电网改造升级、电能质量优化，最终目的实现电网营配一体化管理。